корреляционный анализ взаимоотношений структур тимуса и

№ 2 - 2012 г.
14.00.00 медицинские науки
УДК 616.438+616.15]-615.065
КОРРЕЛЯЦИОННЫЙ АНАЛИЗ
ВЗАИМООТНОШЕНИЙ СТРУКТУР
ТИМУСА И КРОВИ ПОСЛЕ
ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПОЛИОКСИДОНИЯ
Г.Ю. Стручко, Л.М. Меркулова, М. Захид, О.Ю. Кострова
ФГБОУ ВПО «Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова»
(г. Чебоксары)
C помощью гистологических и иммунологических методов были исследованы тимус
и кровь крыс через три недели после введения полиоксидония. Проведение
корреляционного анализа выявило, что у интактных животных между лимфоцитами крови
и тимуса всегда отмечается положительная взаимосвязь, которая наиболее выражена
между гистамином корковых тимоцитов и лимфоцитов крови. Применение полиоксидония
способствует усилению корреляционных взаимоотношений между лимфоцитами крови,
тимоцитами и иммуноглобулинами. Установлено, что чем выше нагрузка на иммунитет,
тем больше ее компонентов подключаются для реализации функций.
Ключевые слова: тимус, кровь, полиоксидоний, биогенные амины, иммунограмма.
Стручко Глеб Юрьевич — доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой
функциональной и лабораторной диагностики ФГБОУ ВПО «Чувашский государственный
университет им. И. Н. Ульянова», г. Чебоксары, e-mail: [email protected]
Меркулова Лариса Михайловна — доктор медицинских наук, профессор, заведующая
кафедрой нормальной и топографической анатомии с оперативной хирургией ФГБОУ ВПО
«Чувашский государственный университет им. И. Н. Ульянова», г. Чебоксары, e-mail:
[email protected]
Захид Мухаммад — аспирант кафедры функциональной и лабораторной диагностики
ФГБОУ ВПО «Чувашский государственный университет им. И. Н. Ульянова», г. Чебоксары,
e-mail: [email protected]
Кострова Ольга Юрьевна — ассистент кафедры функциональной и лабораторной
диагностики ФГБОУ ВПО «Чувашский государственный университет им. И. Н. Ульянова»,
г. Чебоксары, e-mail: [email protected]
Введение. Проблеме взаимодействия структур тимуса посредством цитокинов
и биогенных аминов в последнее десятилетие уделяется особое внимание [5, 9]. В связи
с этим сформировалась новая дисциплина — нейроиммуноэндокринология, объектом
изучения которой являются механизмы, лежащие в основе взаимодействия главных
регулирующих систем — нервной, иммунной и эндокринной. Посредниками
взаимодействия этих систем являются внутрииммунные регуляторные факторы —
гормоны тимуса, биогенные амины [3], иммунорегуляторные факторы: интерлейкины
(ИЛ-1, ИЛ-6), фактор некроза опухолей, лимфоцит-активирующий фактор и др. [2].
Как известно, применение препаратов с иммунотропными свойствами обязывает
к тщательному контролю их действия на морфофункциональное состояние органов.
Поэтому изучение этого вопроса является весьма актуальным и в теоретическом,
и в прикладном аспектах. В настоящее время одним из наиболее изучаемых
иммуномодуляторов является полиоксидоний, который обладает сложным
и многогранным действием на иммунную и эндокринную системы, усиливая и клеточный,
и гуморальный иммунитет [1, 6]. Однако для признания полиоксидония как
универсального препарата с широким спектром действия не хватает данных о его
влиянии на органы иммунитета на клеточном и тканевом уровнях.
Таким образом, всестороннее исследование взаимодействия морфофункционального
состояния тимуса и структур периферической крови на фоне применения
иммуномодулятора полиоксидония является важной и перспективной задачей
современной иммуноморфологии, имеющей как фундаментальное, так и прикладное
значение.
Цель исследования: оценить взаимоотношения структур тимуса и параметров крови через
три недели после применения полиоксидония.
Материал и методы. Объектом исследования явились тимус и кровь 130-ти белых
нелинейных крыс-самцов одного возраста и одной массы (180–220 г), содержавшихся
в обычных условиях при естественном освещении и сбалансированном рационе питания.
Все действия, предусматривавшие контакты с экспериментальными животными,
осуществлялись в соответствии с «Правилами проведения работ с использованием
экспериментальных животных». Животные были разделены на 3 группы: первая —
интактные крысы (n = 25); вторая — контрольная группа животных с внутримышечным
введением физиологического раствора по 0,5 мл 2 раза в неделю в течение трех недель (n
= 35); третья — животные с внутримышечным введением полиоксидония из расчета
0,1 мг/кг 2 раза в неделю в течение трех недель (доза адекватна лечебной для человека,
исходя из соотношения средней массы крысы и человека) (n = 70).
Были использованы следующие методы:
1. люминесцентно-гистохимический метод Фалька-Хилларпа — для избирательного
выявления катехоламин- и серотонинсодержащих структур тимуса и крови;
2. люминесцентно-гистохимический метод Кросса, Эвена, Роста — для идентификации
гистаминсодержащих структур тимуса и крови;
3. метод радиальной иммунодиффузии — для количественного определения
иммуноглобулинов;
4. определение активности системы комплемента;
5. определение уровня циркулирующих иммунных комплексов;
6. определение фагоцитарной активности нейтрофилов с латексом;
7. метод автоматического подсчета показателей крови проводился с помощью
гематологического анализатора «Sysmex»;
8. корреляционный анализ Пирсона— для изучения меры взаимной зависимости двух
величин между структурами тимуса и крови.
Результаты исследований. Для анализа линейных корреляционных взаимоотношений
мы взяли лишь отдельные пары, которые, по нашему мнению, представляют больший
интерес.
Первая группа корреляционных пар — это взаимосвязь между биогенными аминами
лимфоцитов крови с тимоцитами, плазмой и иммуноглобулинами крови (табл. 1).
Таблица 1
Корреляционные взаимоотношения биогенных аминов лимфоцитов крови
с тимоцитами, плазмой и иммуноглобулинами
В 18-ти исследуемых парах у интактных животных количество сильных корреляционных
связей всего 1 (5,6%), слабых — 2 (11,2%), умеренных — 15 (83,2%). Следует отметить, что
в парах между показателями крови корреляционные связи всегда отрицательные,
а между лимфоцитами крови и тимуса — всегда положительные.
Особенностью корреляционного анализа пар после введения физиологического раствора
является лишь отсутствие сильных взаимовлияний в исследуемых структурах.
В остальном — картина идентична показателям у интактных животных.
После введения полиоксидония можно отметить три важные особенности:
1. увеличивается количество пар с сильными корреляционными связями до шести
(33,3 %) и с отсутствием достоверных корреляционных связей — также 6 (33,3 %);
2. между лимфоцитами крови и иммуноглобулинами наблюдается положительная
корреляционная взаимосвязь, что нехарактерно для интактных животных;
3. ведущим биогенным амином во всех парах с умеренной и сильной корреляционной
связью является гистамин.
Вторая группа корреляционных пар — компоненты иммунной системы периферической
крови (табл. 2).
Таблица 2
Значения коэффициента корреляция между показателями иммунной системы
У интактных животных среди 13-ти изучаемых корреляционных пар значимая корреляция
определялась в девяти парах (69,2 %). Сильная корреляционная зависимость выявлялась
лишь в двух парах: между лимфоцитами и нейтрофилами, а также между JgG и JgA.
После введения полиоксидония количество значимых взаимосвязей сокращается до 8
(61,5 %), но при этом 3 из них (37,5 %) — с сильной взаимозависимостью.
Обращает на себя внимание несколько особенностей:
●
●
увеличение процента корреляционных пар с сильной взаимозависимостью (с 22,2 %
у интактных животных до 37,5 % у экспериментальных);
постоянно сохраняется обратная корреляция содержания лимфоцитов и нейтрофилов,
несмотря на различный состав корреляционных взаимосвязей.
Обсуждение результатов. В настоящее время методы научного исследования
отличаются определенной этапностью и предусматривают использование наиболее
эффективных средств и способов исследования, в том числе вычислительной техники
и математического моделирования. Математические модели позволяют с большой
объективностью и информативностью выявить общие закономерности изучаемых
процессов. Математические модели описывают общий характер, динамику,
интенсивность, направленность изучаемого процесса и объективно обосновывают
выдвигаемые в исследованиях теоретические концепции или также обоснованно
отвергают их [10]. Одним из важных аспектов математического моделирования является
возможность прогнозирования течения и исхода изучаемых процессов еще
до исследования.
Выявлено, что у интактных животных количество сильных корреляционных связей всего
одна — между гистамином корковых тимоцитов и лимфоцитов крови. Это еще раз
свидетельствует о том, что изменение уровня гистамина в тимоцитах коркового вещества
оказывает однонаправленное влияние на его содержание в лимфоцитах крови, что
мы и наблюдаем в эксперименте. Кроме того, обращает на себя внимание отсутствие
взаимосвязи по серотонину между тимоцитами коркового и мозгового вещества
и лимфоцитами крови. Следует также отметить, что у интактных животных в парах между
показателями крови корреляционная связь всегда отрицательная, а между лимфоцитами
крови и тимуса — всегда положительная.
После введения полиоксидония наблюдаются значительные изменения в корреляционных
взаимосвязях (в отличие от контрольной группы животных). Во-первых, увеличивается
количество пар с сильными корреляционными связями до шести (четыре из них —
по гистамину между лимфоцитами крови и тимоцитами коркового и мозгового вещества,
плазмой и JgA). Во-вторых, в 2 раза сокращается количество значимых корреляционных
пар между иммуноглобулинами и биогенными аминами лимфоцитов крови, однако среди
оставшихся наблюдаются исключительно положительные взаимосвязи, что нехарактерно
для интактных животных.
Вторая группа корреляционных пар — компоненты иммунной системы периферической
крови. У интактных животных среди 13-ти изучаемых корреляционных пар значимая
корреляция определялась в девяти парах. Сильная корреляционная зависимость
выявлялась лишь в двух парах: между лимфоцитами и нейтрофилами, а также между JgG
и JgA. После введения полиоксидония количество значимых взаимосвязей сокращается
до восьми, но при этом три из них — с сильной взаимозависимостью.
Таким образом, уже на этапе количественного анализа корреляций можно сделать ряд
существенных заключений. Во-первых, структурные компоненты иммунной системы
не функционируют все одновременно: чем выше нагрузка на иммунную систему, тем
большее число ее компонентов подключается для реализации функций. Следует также
отметить, что в зависимости от конкретных ситуаций происходит отбор структур
компонентов наиболее оптимальных для выполнения функций в данных конкретных
условиях. Этот вывод полностью соответствует принципу мозаичности функционирования
органов и систем, сформулированному Д. С. Саркисовым [8].
Во-вторых, обращает на себя внимание наличие сильных взаимосвязей среди
корреляционных пар. Наибольший процент пар с коэффициентом корреляции более 0,7
выявлялся в группе с иммуностимуляцией, что позволяет сделать следующий вывод:
наличие сильных корреляционных связей свидетельствует об устойчивом состоянии
иммунной системы.
Как было замечено выше, состав корреляционных взаимосвязей в группах различный,
однако во всех группах вне зависимости от протекающего в организме процесса
постоянно сохранялась обратная корреляция содержания лимфоцитов и нейтрофилов.
Вероятно, это является обязательным условием нормального функционирования
иммунной системы, ее адаптивной возможности в сохранении равновесия. Распад этой
пары или смена ее направленности, возможно, будет служить критерием срыва
адаптивных взаимоотношений [7].
Мы считаем, что исследование показателей иммуннограммы и клеток тимуса, а также
применение метода математического моделирования позволило приблизиться
к пониманию функционирования иммунной системы. По нашему мнению, данный метод
имеет особое значение для диагностики и прогноза нарушений в иммунитете.
Таким образом, из наших экспериментов и по литературным данным мы можем
с уверенностью сказать, что полиоксидоний оказывает стимулирующее влияние на все
звенья иммунной системы, включая первичный орган иммуногенеза — тимус. Основными
его мишенями являются клетки макрофагально-моноцитарной системы, дендритные
клетки, натуральные киллеры, которые через ИЛ-1, ИЛ-6, ФНО и α-интерферон влияют
на клеточный и гуморальный иммунитет. Большое значение, по нашему мнению, в этом
процессе принадлежит и биогенным аминам.
Список литературы
1. Варфоломеева М. И. Обоснование назначения и применения Полиоксидония
в лечение и профилактике ОРВИ / М. И. Варфоломеева, Б. В. Пинегин // Трудный
пациент. — 2011. — № 6. — С. 26–35.
2. Ильин Д. А. Актуальные аспекты изучения тучных клеток in vitro / Д. А. Ильин //
Современный мир, природа и человек. — Томск, 2011. — № 1. — Т. 2. — С. 56–70.
3. Кветной И. М. Нейроиммуноэндокринология тимуса / И. М. Кветной [и др.]. — Изд-во
ДЕАН, 2005. — 157 с.
4. Кветной И. М. Роль дендритных клеток в формировании субпопуляции
цитотоксических Т-лимфоцитов тимуса при его старении / И. М. Кветной,
В. О. Полякова, Н. С. Линькова // Бюл. эксперим. биологии и медицины. — 2011. — № 4.
— С. 439–441.
5. Коновалов С. С. Профилактическая нейроиммуноэндокринология / С. С. Коновалов
[и др.]. — Изд-во «Прайм-Еврознак», 2008. — 346 с.
6. Лапина Т. И. Гистологическая картина тимуса кролика, стимулированного
полиоксидонием / Т. И. Лапина, Н. А. Антонова // Естествознание и гуманизм.
— Ставрополь, 2006. — Т. 3, вып. 1. — С. 78–79.
7. Михайленко А. А. Роль корреляционных взаимосвязей в оценке функциональных
возможностей иммунной системы / А. А. Михайленко, Т. А. Федотова // Иммунология.
— 2000. — № 6. — С. 59–61.
8. Саркисов Д. С. Общие закономерности структурного обеспечения адаптации
и компенсации нарушенных функций / Д. С. Саркисов // Структурные основы
адаптации и компенсации нарушенных функций. — М. : Медицина, 1986. — С. 10–68.
9. Ставинская О. А. Влияние гистамина и серотонина на иммунологическую
реактивность / О. А. Ставинская [и др.] // Мед. иммунология. — 2007. — Т. 9, № 2–3.
— С. 314.
10. Углов Б. А. Основы статистического анализа и математического моделирования
в медико-биологических исследованиях / Б. А. Углов, Г. П. Котельников, М. В. Углова.
— Самара, 1994. — 70 с.
CORRELATION ANALYSIS OF THYMUS
AND BLOOD STRUCTURES
INTERCOURSE AFTER POLYOXIDONIUM
USAGE
G.Y. Struchko, L.M. Merkulova, M. Zakhid, O.Y. Kostrova
FSEI HPE «Chuvash State University n. a. I. N. Ulyanov» (c. Cheboksary)
Thymus and blood of rats were investigated with the help of histological and immunologic
methods in three weeks after introduction the polyoxidonium. Carrying out of correlation
analysis revealed that the positive interrelation, which is most expressed between histamine
of cortical thymocytes and blood lymphocytes, is always registered at intact animals between
blood and thymus lymphocytes. Application of polyoxidonium promotes intensifying
of correlation intercourse between blood lymphocytes, thymocytes and immunoglobulins.
It is established, that the higher is immunity stress, the more of its components are connected
for realization of functions.
Keywords: thymus, blood, polyoxidonium, biogenic amines, immunogram.
About authors:
Struchko Gleb Yurievich — doctor of medical sciences, professor, head of functional and
laboratory diagnostics chair at FSEI HPE «Chuvash State University n. a. I. N. Ulyanov»,
e-mail: [email protected]
Merkulova Larisa Mikhaylovna — doctor of medical sciences, professor, head of chair
of normal and topographical anatomy with operative surgery at FSEI HPE «Chuvash State
University n. a. I. N. Ulyanov», e-mail: [email protected]
Zakhid Muhammad — PG student of functional and laboratory diagnostics chair at FSEI HPE
«Chuvash State University n. a. I. N. Ulyanov», e-mail: [email protected]
Kostrova Olga Yurievna — assistant of functional and laboratory diagnostics chair at FSEI
HPE «Chuvash State University n. a. I. N. Ulyanov», e-mail: [email protected]
List of the Literature:
1. Varfolomeeva M. I. Justification of appointment and polyoxidonium application
in treatment and ARVI prophylaxis / M. I. Varfolomeeva, B. V. Pinegin // Difficult patient.
— 2011. — № 6. — P. 26-35.
2. Ilyin D. A. Actual aspects of mast cells studying in vitro / D. A. Ilyin // Modern world, nature
and person. — Tomsk, 2011. — № 1. — V. 2. — P. 56-70.
3. Kvetnoy I. M. Thymus neuroimmunoendocrinology / I. M. Kvetnoy [etc.]. — DEAN
publishing house, 2005. — 157 P.
4. Kvetnoy I. M. Role of dendritic cells in subpopulation formation of cytotoxic T-lymphocytes
of thymus at aging / I. M. Kvetnoy, V. O. Polyakova, N. S. Linkova // Bul. exper. biology and
5.
6.
7.
8.
9.
10.
medicine. — 2011. — № 4. — P. 439-441.
Konovalov S. S. Preventive neuroimmunoendocrinology / S. S. Konovalov [etc.].
— Publishing house «Prime-Evroznak», 2008. — 346 P.
Lapina T. I. Histological picture of rabbit thymus, stimulating polyoxidonium / T. I. Lapina,
N. A. Antonova // Natural sciences and humanity. — Stavropol, 2006. — V. 3, Iss. 1. — P.
78-79.
Mikhaylenko A. A. Role of correlative interrelations in estimation of immune system
functionality / A. A. Mikhaylenko, T. A. Fedotova // Immunology. — 2000. — № 6. — P.
59-61.
Sarkisov D. S. General patterns of structural ensuring adaptation and compensation
of broken functions / S. Sarkisov // Structural bases of adaptation and compensation
of broken functions. — M: Medicine, 1986. — P. 10-68.
Stavinsky O. A. Influence of histamine and serotonin on immunologic reactivity / O. A.
Stavinskaya [etc.] // Medical immunology. — 2007. — V. 9, № 2-3. — P. 314.
Uglov B. A. Bases of statistical analysis and mathematical modeling in medicobiological
researches / B. A. Uglov, G. P. Kotelnikov, M. V. Uglova. — Samara, 1994. — 70 P.